Beredskap på biogasanläggningar: biogasmotor och batterilager i kombination med EMS

Många biogasanläggningar har i dag en nödkapacitet som inte motsvarar sitt övergripande energibehov. Ett mindre dieselaggregat kan köra omrörare och enstaka processer under ett kort elavbrott, men vid ett längre avbrott blir anläggningen beroende av extern bränsletillförsel. En anläggning som producerar sitt eget bränsle bör i stället bygga reservkraften på sitt eget bränsle. Kombinationen av en biogasmotor (CHP eller gen-set) och ett batterilagringssystem (BESS) skapar ett system där motorn bidrar med energi och uthållighet, medan batteriet bidrar med effekt och dynamik.

Avbrottsfri övergång till ö-drift

En viktig fråga vid nätförlust är övergångens karaktär. Om batteriväxelriktaren är konfigurerad som grid-forming enhet, det vill säga bildar spännings- och frekvensreferens i ön, kan övergången ske i princip utan avbrott: lasten överförs omedelbart till batteriet, som därefter balanserar momentana skillnader mellan produktion och förbrukning, medan motorn startar och övertar baslasten. Om i stället motorn bildar ön, blir övergången typiskt 30–120 sekunder. Det är tillräckligt för att processutrustning – omrörare, gasfläktar, uppgraderingsanläggning – ska falla ut och kräva omstart. Valet mellan arkitekturerna är en elektroteknisk dimensioneringsfråga som avgörs i detaljprojekteringen, men EMS-arkitekturen stödjer båda varianterna.

Uthållighet, lasttoppar och effekthantering

I ö-drift har batteriet rollen som balans och motorn som reglerbar produktion. EMS:et styr motorns arbetspunkt och laddningstillståndet i batteriet utifrån aktuella laster och gasproduktion. Två förhållanden kräver särskild uppmärksamhet:

Lasttoppar. Batteriet svarar millisekundvis på laststeg medan motorn tidsmässigt följer efter. På motsvarande sätt måste lasterna återkopplas i kontrollerade steg med hänsyn till motorns marginal, eftersom en samtidig återkoppling av samtliga laster riskerar att få motorn att stanna.

Överskott och dumpload. Om motorn arbetar med fast effektreferens och batteriet närmar sig full ladning saknar överskottseffekten en mottagare. Frekvensen stiger, och motorfrekvensskyddet löser ut, och då kollapsar ö-driften. EMS:et förhindrar detta genom att modulera eller stoppa motorn i tid, men funktionen måste dessutom implementeras som förkopplad eller enhetsbaserad förregling oberoende av EMS-styrslingan. En dumpload kan utgöra en sista konsumtionsväg för överskottseffekten.

EMS som överordnad funktion

EMS:ets ansvar sträcker sig över hela driftcykeln: beredskapsövervakning vid normaldrift, detektering av nätförlust, lastprioritering och lastfrånkoppling, uthållighetsberäkning utifrån biogaslagringen, gasproduktionstakt, batteriets laddningstillstånd och aktuell last, samt tillståndsgivning för återsynkronisering när nätet återkommer. Kritiskt är att alla dessa funktioner existerar lokalt, på anläggningsnivå, utan beroende av molntjänster eller extern kommunikation. En avbrottsfri beredskapslösning som styrs från ett externt system vore en enda felpunkt i sig.

Slutsatsen är att riktig beredskap på biogasanläggningar inte längre behöver betyda dieselaggregat och en förhoppning om korta avbrott. Med en biogasmotor, batterilager och ett EMS som samordnar dem kan anläggningen klara både avbrottsfri övergång och långvarig reservkraftsdrift, med full kontroll på effektdynamiken under tiden.

 

Kontakta oss om du vill veta mer!

 

Mer om energiberedskap på Energimyndighetens hemsida eller Jordbruksverket.